一、嵌入式系统的定义

嵌入式系统通常定义为:以应用为中心,以计算机为基础,软硬件可裁剪,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

二、嵌入式系统的三要素

(1)嵌入性:嵌入到对象体系中,有对象环境的要求。

(2)专用性:软、硬件按对象要求设计、裁剪。

(3)计算机:实现对象的智能化功能,是计算机。

三、嵌入式系统的特点

1、专用性强
2、系统精简(功能单一)
3、操作系统可有可无,内核小、实时性强
4、程序固化在存储器中
5、可靠性高
6、需要专门工具开发和环境
7、与被嵌入设备有机结合,生命周期长

四、嵌入式系统的组成

嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、嵌入式应用软件等部分组成。

五、嵌入式系统的分类

1、按存储器结构分:数据存储器、程序存储器

普林斯顿结构是由一个中央处理单元(CPU)和单存储空间组成,即这个存储空间储存了全部的数据和程序,它们内部使用单一的地址总线和数据总线。它也称为冯·诺依曼结构。

哈佛体系结构存储器分为数据和程序两个储存空间,有各自独立的程序总线和数据总线,可以进行独立编址和独立访问。

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2、按处理器结构分:CISC RISC

计算机的指令集分为复杂指令集系统(CISC)和精简指令集系统(RISC)两种。

CISC的主要特点是指令系统丰富,程序设计方便,代码量小,执行性能高。
RISC的主要特点是只包含使用频率很高的少量常用指令和一些必要的支持操作系统和高级语言的指令。

CSIC技术的复杂性在于硬件,在于微处理器中控制器部分的设计及实现;
RISC技术的复杂性在于软件,在于编译程序的编写和优化。

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3、按处理器功能分:

MPU:嵌入式微处理器(如MCS-51、 ARM、Intel、DSP等系列)

MCU:嵌入式微控制器(如MCS-51、ARM 、MIPS系列)

DSP:数字信号处理器(如TMS320)

SOC、SOPC:片上系统、可编程片上系统(PLD/FPGA + IP + EDA)

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六、嵌入式系统的发展方向

根据应用的要求,沿着高速度、网络化、高可靠、小体积、低功耗、低成本方向发展。

七、ARM处理器的体系特征

1)采用RISC体系结构
2)指令长度固定(32/16位)
3)流水线操作,1个时钟可执行1条指令
4)每条指令均可按条件执行
5)Load/Store型指令,具有多寄存器的Load/Store指令,多数操作数在寄存器中
6)可通过协处理器扩展指令
7)有高密度编码的Thumb(16位)指令集